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Ultrasonido para deshidratar frutas

Mango, banano, piña y uchuva figuran en la lista de frutas tropicales que han sido deshidratadas mediante un sistema que reduce el tiempo de secado entre un 13 % y un 44 %, con lo cual disminuye también el consumo energético y los costos de producción. La técnica preserva las propiedades antioxidantes, nutritivas y sensoriales de estos alimentos, que serán vendidos como snacks saludables.

, 12.04.2015

Los experimentos con la técnica de ultrasonido han sido realizados con banano, mango y piña, entre otras frutas. foto: Catalina Torres/Unimedios

foto: Andrés Almeida/Unimedios

El consumo de frutas en el mundo es cada vez más creciente. La preferencia por estos alimentos es tal, que pasó de tener 233 millones de consumidores en 2002 a 1.200 millones en 2010, según datos de Procolombia, portal oficial de las exportaciones del país.

En el 2011, la producción mundial alcanzó 725 millones de toneladas; la de Colombia, en particular, fue de alrededor de 3,4 millones de toneladas, tal como lo señala el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.

No obstante, por tratarse de cultivos altamente perecederos, las pérdidas en poscosecha pueden alcanzar hasta el 60 %, dependiendo del tipo de fruta y las regiones en las que se cultiva. En los países en desarrollo, donde según la FAO existe una gran deficiencia en la infraestructura de mercadeo, el rango de pérdidas en productos frescos varía del 25 % al 50 % de la producción.

Razones como estas llevaron al Instituto de Biotecnología y Agroindustria de la UN Sede Manizales a desarrollar una técnica que mejora los tiempos de secado de las frutas, mediante un trabajo de laboratorio coordinado por la ingeniera química Erika Kamila Méndez.

La propuesta del Instituto se basa en el secado con aire asistido por ultrasonido, un sistema que busca beneficios técnicos y económicos, al tiempo que apunta a preservar la calidad del producto en su estructura, aroma y sabor.

El ultrasonido, onda cuya frecuencia está por encima del umbral de audición humana, es ampliamente utilizado como pretratamiento en sistemas de secado convencionales. Sin embargo, su aplicación durante el secado convectivo es una técnica novedosa en Colombia.

Generalmente, se encuentran estudios de secado de manzanas y fresas por ultrasonido, en países del hemisferio norte, pero son muy pocos los dedicados a frutas tropicales. “Es una técnica de reciente investigación, que dispone de mayor facilidad de implementación a gran escala”, indica la ingeniera Méndez.

Se trata de una excelente alternativa para incrementar la vida útil y la comercialización de las frutas, ya que permite su conversión mientras preserva muchas de las propiedades nutricionales (antioxidantes y minerales) y sensoriales relevantes.

El proyecto, financiado por Colciencias, involucra también a la empresa Industrias Alimenticias La Gloria S.A.S, con sede en el municipio de Palestina (Caldas) y cuya principal actividad es la deshidratación de frutas y verduras.

En esta microempresa, la Universidad transfiere nuevos conocimientos y presta servicios de asesoría en áreas tecnológicas, verificación de buenas prácticas de manufactura y control de calidad, entre otros.

En La Gloria utilizan el secado convectivo, en el cual, las porciones de fruta son sometidas a elevadas temperaturas, con el fin de disminuir sus niveles de humedad. “Sin embargo, por tiempos de operación y alto consumo de energía, este procedimiento resulta muy costoso”, indica Sergio Parra Angarita, estudiante de Maestría en Ingeniería Industrial y asesor en la empresa donde distribuyen el producto en forma de snacks, bajo la presentación de mercado verde, es decir un producto orgánico que no utiliza en su proceso productivo ningún tipo de químico.

El profesor Carlos Eduardo Orrego, doctor en Ciencias Químicas de la Sede Manizales, indica que en la Universidad se evaluó la operación de secado que utiliza la microempresa, con miras a optimizarla mediante asesorías en distintas áreas y poniendo a prueba resultados de investigación.

Secado rápido

Para deshidratar por ultrasonido, en el caso del banano, se utilizan rodajas de 6,5 gramos, como peso estándar, y 6 milímetros de altura por 36 milímetros de diámetro. Al llevarlas al secador, se ubican cerca del punto de contacto con un piezoeléctrico, encargado de enviar las ondas a la fruta.

Para acelerar el proceso, el ambiente debe estar completamente seco. Según indica Juan Diego González, estudiante de Ingeniería Química de la un Sede Manizales, con esta técnica se transfiere agua desde el producto al aire, por lo cual si este último se encuentra muy húmedo, su capacidad de deshidratación disminuye.

Cuando una onda ultrasónica viaja a través de la pulpa, produce un efecto de esponja, es decir, se comprime y expande, creando canales o túneles que facilitan el transporte de la humedad, desde el interior hasta la superficie; así proporciona un secado más rápido.

Además, se presenta un fenómeno conocido como cavitación, en el que el agua contenida en la fruta pasa de fase líquida a vapor, como consecuencia de los cambios de presión. De esta manera, se forman burbujas que generan puntos de mayor temperatura y presión. “Allí es donde el ultrasonido hace más eficiente el proceso. La respuesta depende de la estructura de cada fruta, ya que no todas las células que las componen son iguales”, explica el estudiante González.

A manera de ejemplo sobre los experimentos realizados con el banano y el mango, el tiempo de secado en una prueba convencional a 50 grados es de entre 7 y 8 horas para reducir su humedad hasta en un 10 %. Por el contrario, empleando el ultrasonido, el proceso demora alrededor de 6 horas, lo cual representa una reducción en tiempo de entre el 13 % y el 44 %.

La uchuva aún se encuentra en análisis, pues resulta más difícil de secar, debido a que su cáscara es muy resistente.

“Un sistema de secado asistido por ultrasonido bien implementado reduce costos energéticos y emisiones de dióxido de carbono. Además, los productos mantienen un buen sabor, lo que es un indicio positivo para el mercado al que estamos apostando”, concluye la ingeniera Méndez.

(Por: María Laura Idárraga, Unimedios Manizales
)
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